論如何提高《機械設計課程設計》教學質量

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1、論如何提高?機械設計課程設計?教學質量 摘要：?機械設計課程設計?是一門針對機械類專業(yè)學生進行的設計實踐課。該課程覆蓋了?機械設計?課程中所講解的大局部零件的設計、計算以及校核，設計任務繁重。因此，為學生在有限的學時下能夠很好地完成課程設計帶來了較大的難度。該文結合?機械設計課程設計?教學環(huán)節(jié)中存在的問題，從方案設計、數(shù)據(jù)計算、草圖繪制、裝配圖繪制等方面探討了如何提高?機械設計課程設計?教學質量的方法，對今后的課程設計具有一定指導意義。 關鍵詞：機械設計課程設計機械設計“三邊〞設計準那么減速器 中圖分類號：G64文獻標識碼：A文章編號：1672-3791〔2021〕02〔b〕-

2、0239-03 OnHowtoImprovetheTeachingQualityofMachineryDesignCourseDesign WANGYanjing 〔CollegeofMechanicalEngineering，ShenyangLigongUniversity，ShenyangLiaoningProvince，110026China〕 Abstract：MachineryDesignCourseDesignisadesignpracticecourseformechanicalstudents.Thiscoursecoversthedesign，calculationa

3、ndcheckofmostpartsexplainedinthecourseofmechanicaldesign，andthedesigntaskisheavy.Therefore，itbringsgreatdifficultyforstudentstocompletethecoursedesignwellinlimitedclasshours.CombinedwiththeproblemsexistingintheteachingofMachineryDesignCourseDesign，thispaperdiscusseshowtoimprovetheteachingqualityofMa

4、chineryDesignCourseDesignfromtheaspectsofschemedesign，datacalculationandsketchdrawingandassemblydrawing，whichhascertainguidingsignificanceforthefuturecoursedesign. KeyWords：MachineryDesignCourseDesign;Mechanicaldesign;"Three-sided"designcriteria;Retarder ?機械設計課程設計?的題目通常為一般用途的機械傳動裝置設計。設計的主體即為圓柱齒輪減速

5、器。因為減速器包括了?機械設計?課程的大局部零部件，具有典型的代表性。 筆者結合多年的教學經(jīng)驗，總結出了學生在進行?機械設計課程設計?過程中常見的一些問題，針對相關問題提出了一些改良措施和方法，為提高?機械設計課程設計?教學質量給出了一些針對性建議與分析。 1方案設計環(huán)節(jié) 傳動方案的擬定是設計傳動裝置的第一步，其合理性決定著整個設計過程的成敗。在擬定傳動方案時，應遵循以下原那么【1】。 帶傳動傳動平穩(wěn)、噪音低、能緩沖吸振，故此，設計時應充分利用帶的彈性滑動以及過載打滑等特點，將帶傳動安置在傳動裝置的高速級。 鏈傳動受其結構限制，具有“多邊形效應〞。因此，會引發(fā)附加動載荷和速度

6、波動。故應將鏈傳動安置在傳動裝置的低速級。 開式齒輪沒有保護裝置以及良好的潤滑系統(tǒng)，故摩擦磨損是其主要失效形式。為了提高開式齒輪的壽命，設計時應增大模數(shù)，增大分度圓直徑，減少齒數(shù)。故應將開式齒輪傳動安置在傳動裝置的低速級。 高速級上齒輪所受轉矩小，轉速高，故設計出來的錐齒輪尺寸小，以便于錐齒輪的加工。因此，應將錐齒輪傳動安置在傳動裝置的高速級。 在二級展開式減速器中，既有斜齒輪，又有直齒輪時，一般應把斜齒輪傳動安置在減速器的高速級上。因為斜齒輪傳動的平穩(wěn)性優(yōu)于同等參數(shù)的直齒輪。 對于蝸輪蝸桿傳動，一般應把蝸桿傳動放在減速器的高速級上，以此獲得較小的設計尺寸。 另外，特

7、別強調一點，高速級的小齒輪一定要遠離轉矩輸入端，防止造成軸向載荷分布系數(shù)過大。 2數(shù)據(jù)計算 傳動方案確定之后，應進行相應的電動機型號的選擇、傳動比的分配以及傳動參數(shù)的計算。在此過程中學生容易犯錯的地方具體如下【2】。 一般，學生應優(yōu)先選用同步轉速為1500r/min和1000r/min的電動機，盡可能防止選3000r/min和750r/min的電動機。 帶傳動和鏈傳動的傳動比應在2～4之間;開式齒輪傳動的傳動比應在4～6之間;閉式齒輪傳動的傳動比應在3～5之間;錐齒輪傳動的傳動比應在2～3之間;蝸桿傳動的傳動比應在7～40之間。 如傳動比不滿足如上要求，就要重新選擇電動機的型

8、號以及同步轉速。二級展開式圓柱齒輪減速器，傳動比可按下式分配：;對于同軸式圓柱齒輪減速器，傳動比可按下式分配：;對于圓錐—圓柱齒輪減速器，傳動比可按下式分配：。 在確定各軸的輸入轉矩時，學生通常會存有疑問究竟是帶入電動機的額定功率Pm，還是帶入電動機所需功率Pd。實際上帶入這兩個參數(shù)任一均可，只不過帶入Pm后，計算的結果會保守一些，推薦學生帶入Pd。 3草圖繪制 草圖繪制階段是一個“邊計算、邊畫圖、邊修改〞的過程，稱為“三邊〞設計準那么【3】。為了防止學生在設計過程中出現(xiàn)抄襲、雷同現(xiàn)象，一般會規(guī)定減速器中心距末位得是“偶數(shù)〞。在設計軸徑時，應遵循如下原那么：最小軸徑處按最小軸徑公式計

9、算并圓整;有標準件的地方應滿足標準件的軸徑要求;滿足軸上零件的軸向定位;方便軸上零件安裝與拆卸。有了約束條件，那么在草圖的繪制過程中，就有可能會反復計算和修改某一參數(shù)以到達設計要求。這就充分表達了“邊計算、邊畫圖、邊修改〞的“三邊〞設計準那么。 3.1減速器中心距末位是“偶數(shù)〞 對于直齒圓柱齒輪中心距末位“擇偶〞后，應對直齒圓柱齒輪進行變位;對于斜齒圓柱齒輪中心距末位“擇偶〞后，應對斜齒圓柱齒輪的螺旋角β加以重新計算。 在歷年的課設辯論的過程中，筆者發(fā)現(xiàn)很多同學湊中心距后，根本不對齒輪原始參數(shù)重新計算，從而造成整個設計失敗。 另外，為了防止高速級齒輪潤滑不良，高速級與低速級兩對齒輪的中

10、心距不應相差過大。同時高速級與低速級兩對齒輪的中心距也不能相差太小，比方高速級中心距150mm，低速級中心距160mm，這會造成高速級的大齒輪與低速軸發(fā)生干預。一般這種問題，學生通常會在繪制草圖的時候方能發(fā)現(xiàn)。 最后強調一點，高速級中心距不能小于100mm。 此時高速級最小軸徑確實定方法為【2】： 式中：A0為材料常數(shù); P1為高速軸的功率，kw。 n1為高速軸的轉速，r/，min。 此時高速級最小軸徑確實定方法為【4】：先按最小軸徑公式〔1〕確定最小軸徑，之后選擇適宜的聯(lián)軸器，結合聯(lián)軸器的標準孔徑，最終確定出高速軸的最小軸徑。特別強調，在選擇聯(lián)軸器時應考慮電動機的軸伸

11、連接尺寸“D〞。 高速軸其他段軸徑確實定方法應本著如下原那么：有標準件的地方應滿足標準件的軸徑要求;滿足軸上零件的軸向定位;方便軸上零件安裝與拆卸。 如圖2所示，在φ30處，此處軸肩為定位軸肩【5】，軸肩高度;又由于此處有標準件氈圈，氈圈要求安裝軸徑得是“5〞的倍數(shù)。兩條約束加持之下，最終計算出高速軸第二段軸徑d=30mm。 如圖2所示，在φ35處，此處軸肩為過渡軸肩【6】，軸肩高度;又由于此處有標準件滾動軸承，滾動軸承要求安裝軸徑得是“5〞的倍數(shù);另外是為了減小軸的精加工外表，以及方便滾動軸承拆裝。三條約束加持之下，最終計算出高速軸第三段軸徑d=35mm。 4裝配圖繪制 在繪制

12、裝配圖的主視圖時，學生們容易犯錯誤的地方就是“H〞值確實定?！癏〞值確實定方法如下式：。低速級大齒輪，hs約為1個齒高～〔1/6～1/3〕個齒輪半徑;高速級大齒輪，hf約為0.7個齒高，但不小于10mm。具體情況如圖3所示。 “H〞值確實定，一方面充分考慮了二級展開式圓柱齒輪潤滑優(yōu)良，另一方面又保證減速器結構盡可能緊湊。 5結語 ?機械設計課程設計?包括傳動裝置方案設計、運動和動力參數(shù)選擇、齒輪設計、軸系的設計、聯(lián)軸器的選擇、軸承的選擇等。涉及零件之廣，計算工作量之多，繪制圖紙量之大都有目共睹。對于大三的機械專業(yè)本科生而言，難度不言而喻。在設計的過程中難免會有這樣那樣的困難與錯誤。因此指

13、導教師應更加盡職盡責，悉心指導。指導時，應簡明扼要，重點突出，防止學生走彎路，或者少走彎路。 參考文獻 【1】李育錫，董海軍.機械設計課程設計[M].北京：高等教育出版社，2021. 【2】濮良貴，陳國定，吳立言.機械設計[M].北京：高等教育出版社，2021. 【3】曾德芝，陳睿.高職院校機械設計根底課程設計理論教學研究——評?機械設計根底課程設計?[J].有色金屬〔冶煉局部〕，2021〔12〕：127. 【4】劉軍，張濤.基于新工科背景的機械設計課程創(chuàng)新[J].機械設計，2021，37〔S2〕：268-270. 【5】楊小高，丁德瓊.基于創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)技術型人才過程培養(yǎng)的?機械設計課程設計?實踐教學改革[J].科技資訊，2021，18〔9〕：70-71，74. 【6】黃志誠，潘金波，王興國.工程認證背景下“機械原理〞與“機械設計〞課程設計教學改革研究[J].科技與創(chuàng)新，2021〔23〕：46-47，50.